[发明专利]一种基于非正交多接入的上下行链路解耦级联方法

说明书

本发明提供了一种基于非正交多接入的上下行链路解耦级联方法，针对传统的异构蜂窝网耦合链路用户接入机制导致宏基站和小基站上下行链路之间的负载不平衡问题和上行链路传输速率受限问题，利用跨层双连接和上下行链路解耦级联结合非正交多接入技术、面向5G/B5G网络研究一种新的用户空口接入方案，该方案允许用户设备的上下行链路采用不同的级联方式接入多个基站进行级联，并利用非正交多接入本质的双连接特性，联合跨层双连接技术研究高频谱‑能量效率无线传输方案，以提高和改善5G/B5G网络的性能。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种基于非正交多接入的跨层双连接上行链路和下行链路解耦级联方法。

背景技术

随着移动互联网时代的到来，数据流量呈爆发式增长，同时也提高了用户对网络体验的需求，异构网络的出现就是为了应对智能设备，下一代无线网络数据业务需求激增的问题，被学术界和工业界公认为未来5G的关键技术之一。这种新型的5G技术将通过在宏小区上部署低功率、短距离和低成本的小基站以减小了移动用户与基站间的距离，从而可以减小无线传输损耗，改善对用户的服务质量。然而，这种新型的网络架构目前仍不成熟，有许多问题需要解决。

特别地，用户级联是异构网络中首先解决的问题，其考虑的是用户设备应该连接到哪一个基站。在异构网络中，由于密集部署的小基站数量与用户设备的数量不相上下，部署又毫无规则可寻，因此，需要设计可行的级联方案，实现移动用户设备可以在有多种可选接入基站的情况下选择有效的接入基站。在早期的研究中，普遍采用的是最大平均接收信号功率和信号干扰噪声比，但是由于基站之间的发射功率差异这两种方法将会导致宏蜂窝小区负载，用于目前的异构网络将会导致基站之间的负载不平衡，且上述方法都是基于耦合的上下行链路级联方案，即，上下行链路同时级联到同一接入点，其不足之处是只考虑了下行链路，并不能很好地保证上行链路的性能。为此，提出了上下行链路解耦级联(decoupled UL and DL association，DUDA)方案，其核心思想是基于不同的级联方法，用户设备的上行链路和下行链路级联到不同的基站，即，下行链路沿用传统的最大平均接收信号功率接入策略，而上行链路根据最小路径损耗级联到最近基站，从而很好地解决上行链路和下行链路不平衡的问题。

除了上下行链路解耦级联技术外，双连接(dual-connectivity，DC)技术是改善网络频谱效率的一个有效方法，该技术允许用户设备的上下行链路同时级联到两个不同的基站，利用上下行链路解耦级联和双连接技术可以改善未来5G网络的性能，但是其没有考虑下列问题：1）大部分文献研究了双层异构网中的解耦级联，只有极少数文献研究了解耦级联在多层(三层或以上)异构网中的实现，但是5G 异构网将是由包括宏基站、微微基站和毫微微基站等在内的多层网络构成；2）3GPP Release 12定义的上下行链路解耦级联和双连接联合实现方法只限于正交频段配置网络，并没有考虑同频配置的异构网，讨论的多层异构网也没有考虑与双连接技术的结合；3）在两层异构网环境下，目前的双连接仅考虑的同层级联，即一个用户设备在上行链路或下行链路同时级联到同层的基站，但是这种同层配置并不一定能够满足一些实际应用要求，比如一些应用要求双连接应接入的不同层的基站，即跨层接入，一个用于数据链路，而另一个用于控制信号链路，据此，需要在三层异构网环境下，研究基于跨层双连接技术的上下行链路解耦级联问题。此外，基于上述方案如果采用传统的共享频谱方案，将无法克服用户间干扰。因此，一个有效的方案是与非正交多接入结合，采用同频共享频谱方案，再利用连续干扰消除技术对双连接信号进行分离。

发明内容

本发明提供了一种在三层异构网络环境下基于非正交多接入的跨层双连接上行链路和下行链路解耦级联方法，以解决传统的异构蜂窝网耦合链路用户接入机制导致宏基站和小基站上下行链路之间的负载不平衡和上行链路传输速率受限以及频谱稀缺问题，很大程度上提高了无线资源利用率，降低系统切换延迟，提高用户和系统性能。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于非正交多接入的上下行链路解耦级联方法，包括如下步骤：